超级合金金属粉末 粉末冶金技术可实现传统金属无法比拟的高强度、耐热合金部件的增材制造。本指南涵盖超级合金成分、粉末规格、性能数据、价格见解和比较，为粉末冶金采购决策提供参考。
超合金金属粉末简介
超级合金粉的主要性能：
- 可承受高达 85% 熔点的极端温度
- 在恶劣环境中保持强度、耐腐蚀性和稳定性
- 通过 AM 技术促进复杂零件几何形状的创新
常见的分类组别：
- 镍基 - Inconel、Waspaloy、Rene 合金
- 钴基 - 海恩斯、HS 合金
- 铁基 - A286、901、304 变体
本指南提供了选择超耐热合金粉末时的注意事项：
- 合金成分和粉末生产方法
- 机械性能、测试方法和数据表
- 粒度分布规格
- 粉末形态特征和稠度
- 基于订单量的定价模式
- 抗氧化和抗腐蚀
- 优点与缺点：粉末与固体棒材
- 质量控制和应用常见问题
让我们具体探讨一下超级合金粉...
超级合金金属粉末 作曲
表 1 显示了常见镍基和钴基超级合金的标称成分，不同粉末制造商之间存在一些差异。
| 合金 | 关键合金元素 |
|---|---|
| 铬镍铁合金 718 | 镍、铁、铌、钼、铝 |
| 铬镍铁合金 625 | 镍、铬、钼、铌 |
| 雷内 41 | 镍、钴、铬、钼、钛、铝 |
| Waspaloy | 镍、钴、铬、钼、钛、铝 |
| 海恩斯 282 | 钴、铬、钨、钼、钛、铝 |
少量添加的硼、碳、锆和硅还能调整晶粒结构，强化晶界，并通过沉淀物的形成增强高温性能。
机械性能和测试方法
表 2 显示了常见超耐热合金粉末的典型最低机械性能，实际值因构建几何形状、后处理和热处理而异。
| 合金 | 屈服强度 | 拉伸强度 | 测试方法 |
|---|---|---|---|
| 铬镍铁合金 718 | 1035 兆帕 | 1275 兆帕 | ASTM E8 |
| 雷内 41 | 760 兆帕 | 1035 兆帕 | ASTM E8 |
| 海恩斯 282 | 830 兆帕 | 1035 兆帕 | ASTM E8 |
仔细审查测试报告，确保采购的粉末批次符合认证要求和应用需要。
超级合金金属粉末粒度规格
表 3 显示了通常用于超合金粉末分类的粒度分布类别：
| 尺寸范围 | 典型网格 |
|---|---|
| 亚微米 | -100 +325 目 |
| 精美 | -140 +325 网格 |
| 特细 | -200 +325 网格 |
其他关键颗粒特征：
- 球形形态
- 无卫星的光滑表面
- 受控的尺寸分布
- 霍尔漏斗中的流速 >30s
对于印刷而言，25-45 微米的平均尺寸可以很好地兼顾分辨率和流动性。根据具体的机器能力和所需的最小特征尺寸进行调整。
超级合金金属粉末 定价
表 4 提供了典型市场条件下超合金粉末价格的粗略估算：
| 订购数量 | 价格估算 |
|---|---|
| 10 千克 | $450+/kg |
| 100 公斤 | $275+/kg |
| 500 公斤 | $225+/kg |
| 1000+ 千克 | 子键折扣 |
- 特殊合金的基准价格较高
- 500-1000 多公斤的大宗订单可通过批量采购的杠杆作用，在清单价格基础上实现 >50% 的折扣
- 与原材料投入价格波动挂钩的实际市场价格
抗氧化和抗腐蚀
即使暴露在极端环境中，超耐热合金也能保持卓越的稳定性：
表5
| 合金 | 典型工作温度 | 耐腐蚀性 |
|---|---|---|
| 铬镍铁合金 718 | 700°C | 优秀 |
| 雷内 41 | 760°C | 优秀 |
| 海恩斯 282 | 1095°C | 优秀 |
经过精心设计的镍、铬和铝成分可形成顽强的钝化氧化物屏障，在熔点比例极高的情况下保护表面免受侵蚀。
钼等元素进一步增强了抗点蚀和缝隙腐蚀的能力。
优点与缺点：粉末与固体棒材
表6
| 优势 | 缺点 | |
|---|---|---|
| 超合金金属粉末 | 复杂形状 | 更高的成本 |
| 高级特性 | 后期处理 | |
| 减轻体重 | 参数优化 | |
| 超合金实心棒材 | 降低成本 | 形状限制 |
| 可用性 | 重得多 | |
| 机械加工性能 | 材料浪费 |
一般来说，超级合金粉对于需要先进性能的小批量复杂部件来说，溢价是合理的。标准轧机形状为高产量使用案例中的简单形状提供了经济实惠的选择。
常见问题
表7 - 常见问题
| 常见问题 | 回答 |
|---|---|
| 我应该审查测试报告吗？ | 是，彻底检查所有证书，确保粉末质量 |
| 我应该从多大的粉末颗粒开始？ | 25-45u 提供了一个稳健的起点 |
| 哪些因素会影响一致性？ | 原粉生产方法影响变异性 |
| 最初应该购买多少粉末？ | 开始小规模验证印刷过程控制 |
表 8 - 针对具体应用的建议：
| 常见问题 | 回答 |
|---|---|
| 热截面涡轮叶片应进行哪些后处理？ | 热等静压去除毛孔，提高疲劳性能 |
| 什么合金能最大限度地提高高温屈服强度？ | 考虑使用 Rene 41 或 Haynes 282 合金 |
| 如何将零件各向异性效应降至最低？ | 利用高温热处理来消除应力 |
| 粉末和铸件哪种更适合低温零件？ | 与铸件不同，粉末可实现复杂的保形通道 |